(57)【要約】【課題】短繊維を配合することで弾性率に異方性を持たせたゴムからなるパッドをベルト端領域に配置することにより、乗り心地を損なうことなく操縦安定性を向上することができ、しかも短繊維を容易に分散させることができるので生産性及び耐久性にも優れる空気入りタイヤを提供する。【解決手段】左右一対のビードコア１８で係止されたカーカス２２と、トレッド部１６においてカーカス２２の半径方向外側に配されたベルト２４とを備える空気入りタイヤにおいて、ベルトの端部におけるカーカスとの間にパッド３０を配し、該パッドを、天然ゴム５０重量％以上からなるゴム成分１００重量部に対し、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス液で処理されたビニロン短繊維を２〜８重量部配合してなるゴム組成物で構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビードコアで係止されたカーカスと、トレッド部において前記カーカスの半径方向外側に配されたベルトとを備える空気入りタイヤにおいて、
前記ベルトの端部における前記カーカスとの間にパッドが配され、該パッドが、天然ゴム５０重量％以上からなるゴム成分１００重量部に対し、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス液で処理されたビニロン短繊維を２〜８重量部配合してなるゴム組成物からなることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記パッドの温度６０℃におけるタイヤ周方向の動的弾性率が、その直角方向の動的弾性率の１．５〜３倍であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操縦安定性と乗り心地を両立させることができる空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タイヤの操縦安定性を向上させる手法としては、タイヤを高剛性化することが挙げられる。具体的には、ビードコアの外周に配されたビードフィラを高弾性率ゴムで形成したり、サイドウォール部に補強層を配置するなどして、ビード部からサイドウォール部までの間を補強したり、あるいはまた、ベルトとカーカスとの間のベルト端領域に高弾性率ゴムからなるパッドを配置したりするといった手法がある。
【０００３】
しかしながら、一般にタイヤを高剛性化すると、サイドウォール部の減衰性が低下することにより、乗り心地が悪化してしまうという問題がある。
【０００４】
そこで、本出願人は、本願出願時に未公開の特願２００２−２２４２０８号において、ベルトとカーカスとの間のベルト端領域に、短繊維を配合することで弾性率に異方性を持たせたゴムからなるパッドを配置することを提案している。すなわち、パッドを構成するゴムに短繊維を配合することにより、パッドのタイヤ周方向の弾性率をその直角方向の弾性率よりも大きくして、乗り心地を損なうことなく操縦安定性を向上するというものであり、かかる短繊維として、混合物中に生じるせん断力によりフィブリル化するビニロン短繊維を用いている。この場合、上記短繊維を配合した未加硫ゴム組成物を混合し、押し出し機やカレンダーを通過させると、混合中に短繊維が破壊して新鮮な表面を有するフィブリルが生成し、混合ゴム中に分散したフィブリルが押し出し機又はカレンダー中のゴム組成物の移送方向に配向することにより、移送方向に沿って測定した弾性率を幅方向の弾性率に比べて大幅に大きくすることができる。そのため、このゴムからなるパッドを移送方向がタイヤ周方向になるようにタイヤに組み込むことにより、タイヤ周方向の弾性率を高くすることができる。このように上記提案では、混合物中に生じるせん断力によりフィブリル化することが条件となるが、フィブリル化させるために長時間の混合が必要である。
【０００５】
なお、特許文献１には、ベルト端部に起因する空気入りタイヤのセパレーションを抑制するために、ポリアミド短繊維と天然ゴムとポリオレフィンとからなる組成物をジエン系ゴムに配合してなるゴム材料をベルト端部に配置することが開示され、また、該ポリアミド短繊維をレゾール型フェノールホルムアルデヒド系樹脂の初期縮合物を介してゴムとグラフトして化学結合させることが開示されている。しかしながら、同文献には、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス液で処理されたビニロン短繊維をパッドのゴム中に配合することにより、タイヤ周方向とその直角方向との弾性率の配向比を高め、これにより操縦安定性と乗り心地を両立するという本願発明の特徴については何ら開示されていない。
【特許文献１】特開平９−２４７０５号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、短繊維を配合することで弾性率に異方性を持たせたゴムからなるパッドをベルト端領域に配置することにより、乗り心地を損なうことなく操縦安定性を向上することができ、しかも短繊維を容易に分散させることができるので生産性及び耐久性にも優れる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、上記パッドに配合する短繊維として、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス液で処理されたビニロン短繊維を用いることにより、ゴム中に短繊維を容易に分散させることができ、また押し出し機やカレンダー等で処理する際に短繊維が移送方向に配向されやすくなり、そのためタイヤ周方向とその直角方向との弾性率の配向比を大きくして、乗り心地性と操縦安定性の両立を効果的に図ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明に係る空気入りタイヤは、左右一対のビードコアで係止されたカーカスと、トレッド部において前記カーカスの半径方向外側に配されたベルトとを備える空気入りタイヤにおいて、前記ベルトの端部における前記カーカスとの間にパッドが配され、該パッドが、天然ゴム５０重量％以上からなるゴム成分１００重量部に対し、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス液で処理されたビニロン短繊維を２〜８重量部配合してなるゴム組成物からなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の空気入りタイヤにおいては、前記パッドの温度６０℃におけるタイヤ周方向の動的弾性率が、その直角方向の動的弾性率の１．５〜３倍であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成によれば、押し出し機等を用いてゴム組成物からパッドを成形する際に、短繊維が移送方向、即ち列理方向に配向する。その際、短繊維としてレゾルシン・ホルマリン・ラテックス液で処理されたビニロン短繊維を用いたことにより、ゴム成分中に短時間で均一に分散するので生産性に優れる。また、配向比がつきやすく、即ち、少ない配合量で動的弾性率の列理方向とその直角方向との比を大きくすることができる。そのため、このパッドをその長手方向（列理方向）がタイヤ周方向になるようにしてベルト端域に配置することにより、タイヤ周方向の動的弾性率が効果的に高められ、よって操縦安定性を向上させることができる。また、上記のように配置することにより、タイヤ径方向の動的弾性率の上昇は抑えられるので、サイドウォール部を歪みやすくすることができ、乗り心地の悪化を防ぐことができる。従って、乗り心地性を損なうことなく操縦安定性を向上することができる。また、上記のように短繊維の分散性に優れるので、耐久性も確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。
【００１２】
本発明のゴム組成物に用いられるゴム成分は、５０重量％以上が天然ゴムからなるものである。具体的には、天然ゴム単独でもよく、あるいはまた、５０重量％以上の天然ゴムと、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴムなどの少なくとも一種のジエン系合成ゴムとのブレンドゴムでもよい。
【００１３】
このゴム成分に配合する短繊維は、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス液（以下、ＲＦＬ液という。）で処理されたビニロン短繊維である。該ビニロン短繊維の配合量は、上記ゴム成分１００重量部に対して２〜８重量部である。２重量部未満では、ビニロン短繊維を配合した効果が少なく、また、８重量部を越えるとビニロン短繊維の増量に応じた効果が得られにくくなり、逆に耐久性が低下するおそれがある。
【００１４】
ビニロン短繊維の繊度及び繊維長は特に限定されるものではないが、例えば繊度は０．５〜５ｄｔｅｘ、繊維長は１〜１０ｍｍ程度のものが好適に使用できる。
【００１５】
ＲＦＬ液とは、レゾルシンとホルマリンとの初期縮合物（レゾルシンとホルマリンを塩基性触媒下で反応させたもの）をラテックスに混合したものであり、本発明では、このＲＦＬ液にビニロン短繊維を浸漬（ディッピング）するなどして処理したものを使用する。レゾルシン・ホルマリン初期縮合物（ＲＦ）とラテックス（Ｌ）との重量比（固形分）は特に限定されないが、通常はＲＦ／Ｌ＝１／２〜１／６程度である。また、ラテックスとしても特に限定されないが、例えばビニルピリジンラテックス、スチレン・ブタジエン共重合体ゴムラテックス、天然ゴムラテックスなどの各種ゴムラテックスを用いることができる。
【００１６】
上記ゴム組成物を調製する場合、ゴム成分に比較的多量の上記ビニロン短繊維を配合し混合して得られるマスターバッチを用いて、これを他の添加剤とともに残りのゴム成分に加えて混合することが好ましい。ここで、他の添加剤としては、硫黄、加硫促進剤、亜鉛華、ステアリン酸、カーボンブラック、軟化剤、老化防止剤、アルキルフェール樹脂及びメラミン樹脂誘導体などの有機補強剤、シランカップリング剤などのタイヤ用ゴム組成物に用いられる一般の添加剤が挙げられる。
【００１７】
次に、実施形態に係る空気入りタイヤについて図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、実施形態に係る空気入りタイヤ１０の半断面図であり、タイヤ１０は、左右一対のビード部１２及びサイドウォール部１４と、両サイドウォール部１４間にまたがるトレッド部１６とを備えて構成されている。
【００１９】
ビード部１２には、ビードコア１８とその半径方向外側にビードフィラ２０が配されており、左右一対のビードコア１８間にタイヤ周方向に対し直角に配列した多数のコードが延在してなるトロイド状のカーカスプライの少なくとも１層で形成されたカーカス２２が設けられている。カーカス２２の両端部は、ビードコア１８を包み込むように折り返されて係止されている。
【００２０】
トレッド部１６におけるカーカス２２の半径方向外側にはベルト２４が配されている。ベルト２４は、カーカス２２のクラウン部の径方向外面に位置し、非伸長性コードをタイヤ周方向に対し浅い角度で傾斜配列したベルトプライの少なくとも２枚を上記コードが交差するように重ね合わせてなる。より詳細には、ベルト２４は、スチールコードをタイヤ周方向に対して１５°〜３０°のコード角度で傾斜配列した２枚のベルトプライ２４ａ、２４ｂをコード方向が交差するように重ね合わせてなり、このベルト２４を覆うようにトレッドゴム２６が設けられ、該トレッドゴム２６の左右両側にサイドウォールゴム２８が連なって設けられている。
【００２１】
そして、ベルト２４の幅方向両端部におけるカーカス２２とベルト２４との間に、断面略三角形状のパッド３０が配されている。このパッド３０は、より詳細には、その最大厚み部分３０ａがベルト２４の最外端２４ｃ又はその近傍に位置するようにして、タイヤ軸方向内方側部分がカーカス２２とベルト２４との間に挟まれ、またタイヤ軸方向外方側部分がベルト最外端２４ｃを越えてカーカス２２の外面に沿って延びサイドウォールゴム２８の下側に潜り込むように配設されている。
【００２２】
このパッド３０が、上記したＲＦＬ液で処理されたビニロン短繊維を配合してなるゴム組成物で形成されている。詳細には、押し出し機を用いて上記ゴム組成物からパッド３０を成形すると、ビニロン短繊維が移送方向、即ち列理方向に配列するので、この押し出し物をその長手方向（列理方向）がタイヤ周方向になるようにしてベルト端域に配置してパッド３０を構成する。これにより、パッド３０は、ビニロン短繊維がタイヤ周方向に配向して分散した状態となるので、タイヤ半径方向やタイヤ幅方向における動的弾性率の上昇を抑えつつ、タイヤ周方向の動的弾性率を高くして操縦安定性を向上することができる。
【００２３】
ここで、パッド３０の温度６０℃におけるタイヤ周方向の動的弾性率は、その直角方向（タイヤ半径方向やタイヤ幅方向）の動的弾性率の１．５〜３倍であることが好ましい。タイヤ周方向の動的弾性率が直角方向の動的弾性率の１．５倍未満では、トレッド部１６の周方向剛性と縦方向剛性の差が小さくなって本発明の効果が十分に得にくい。また、３．０倍より大きくするためにはビニロン短繊維の配合量を多くする必要があり、配合量が多くなると耐久性が低下してしまうおそれがある。
【実施例】
【００２４】
（ゴム組成物の調製）
バンバリーミキサーを使用して、天然ゴム１００重量部に対し下記表１に示す各短繊維２０重量部を混合して短繊維マスターバッチ１〜４を作製した。混合は、短繊維バッチ１及び２については混合時間１０分で１回、短繊維バッチ４については混合時間２０分で１回、短繊維バッチ３については混合時間２０分で３回実施した。
【表１】
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表中の短繊維の詳細は以下の通り；
・ＲＦＬ処理ビニロン短繊維：株式会社クラレ製「ＦＷ−Ｒ」、ＲＦＬ液に浸漬処理したビニロン短繊維（繊度＝２ｄｔｅｘ、繊維長＝４ｍｍ）
・未処理ビニロン短繊維：繊度＝２ｄｔｅｘ、繊維長＝４ｍｍのＲＦＬ処理していないビニロン短繊維
・易フィブリル化ビニロン短繊維：株式会社クラレ製「クラロンＫ−II ＳＡ」。
【００２５】
次に、下記表２に示す配合に従って、実施例１〜３および比較例１〜７のゴム組成物を調製した。表２中の天然ゴムはＲＳＳ３号、ナイロンＭＢは株式会社宇部興産製のナイロン短繊維マスターバッチ「ＳＨＰ ＬＡ１０６０」（天然ゴム／低密度ポリエチレン／６−ナイロン＝１００／７５／８７）、カーボンブラックはＨＡＦ（昭和キャボット株式会社製「ショウブラックＮ３３０Ｔ」）である。なお、各ゴム組成物には、表１に示す成分の他に、亜鉛華（三井金属鉱業株式会社製「亜鉛華３号」）５重量部、ステアリン酸１重量部、アロマオイル（株式会社ジャパンエナジー製「ＪＯＭＯプロセスＸ−１４０」）１重量部、老化防止剤ＩＰＰＤ（住友化学株式会社製「アンチゲン３Ｃ」）１重量部、レゾルシン０．６重量部、ヘキサメチレンテトラミン０．６重量部、加硫促進剤ＮＳ（三新化学工業株式会社製「サンセラーＮＳ−Ｇ」）１重量部、硫黄５重量部をそれぞれ配合した。
【表２】
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（動的弾性率の測定）
上記各ゴム組成物について動的弾性率Ｅ’を測定した。詳細には、押し出し機を用いて、幅４０ｍｍ×厚み１．１ｍｍの形状の未加硫ゴムを作製し、加硫条件１６０℃×１５分にて、厚み１．０ｍｍの金型を使用してプレス加硫してサンプルを作製した。そして、該サンプルについて、ユービーエム社製の動的粘弾性測定装置を使用して、列理方向（押し出し方向）と、列理方向に対して直角の方向の２方向について、それぞれ動的弾性率を測定するとともに、列理方向／直角方向の配向比を求めた。なお、測定条件は、初期歪み１０％、動歪み２％、周波数５０Ｈｚ、温度６０℃とした。結果を表２に示す。
【００２６】
（タイヤ性能の評価）
上記各ゴム組成物を使用して押し出し機により断面二等辺三角形（底辺２５．０ｍｍ、高さ１．４ｍｍ）のパッドゴムバンドを押し出し、これを上記パッド３０として用いて、タイヤサイズ：２１５／４５ＺＲ１７の空気入りタイヤを作製した。
【００２７】
作製したタイヤを装着した乗用車を評価担当ドライバーが操縦してサーキットを高速で走行し、操縦安定性と乗り心地性の官能評価を行った。評価は、比較例１のタイヤを基準として、同等と判断したものを±０、やや優れているものを＋１、優れているものを＋２、やや劣っているものを−１として、表２に示した。
【００２８】
また、欧州の乗用車用タイヤの安全規則ＥＣＥ３０が規定する速度記号Ｖ条件の耐久試験を行い、規定条件で異常が見られなかったので、引き続き６０分毎に速度を１０ｋｍ／ｈ増加して異常が認められるまで走行し、走行時間を測定した。結果は、比較例１の走行時間を１００にした指数表示で表２に示した。
【００２９】
表２に示すように、実施例１〜３では、ＲＦＬ液で処理したビニロン短繊維を配合したことにより、動的弾性率の列理方向／直角方向の配向比として十分な値が得られ、乗り心地性及び耐久性を損なうことなく操縦安定性を向上することができた。特に、実施例２及び３では、操縦安定性と乗り心地性をともに向上させることができた。
【００３０】
これに対し、比較例２ではビニロン短繊維の添加量が少ないため、操縦安定性と乗り心地性ともに改良効果が見られなかった。一方、比較例３では、ビニロン短繊維の添加量が多すぎたため、操縦安定性には優れるものの耐久性が劣っていた。
【００３１】
また、比較例４では、ビニロン短繊維の代わりにナイロン短繊維を使用したことにより、動的弾性率の配向比が低く、そのため操縦安定性と乗り心地性ともに改良効果が認められず、また耐久性にも劣るものであった。また、比較例５では、ビニロン短繊維をＲＦＬ液で処理していないため、短繊維の分散不良が生じ、動的弾性率の配向比が低く、また耐久性の劣るものであった。
【００３２】
更に、比較例６では、操縦安定性及び乗り心地性に優れるものの、ビニロン短繊維をフィブリル化させるために長時間を要し、そのため短繊維バッチの混合時間が長く（実施例１〜３の６倍の混合時間）、生産性の劣るものであった。一方、比較例７では、混合時間が短く、フィブリル化が不十分であることから、短繊維の分散が不十分であり、そのため、操縦安定性と乗り心地性ともに効果はなく、また、耐久性の劣るものであった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０……空気入りタイヤ
１６……トレッド部
１８……ビードコア
２２……カーカス
２４……ベルト
３０……パッド
【図１】
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